Samenvatting Neurobiologie
DEELTENTAMEN 1
Neurobiologie Hoorcollege 1: de bestudering van het
zenuwstelsel
Een mutatie in ASMP( Abnormaal Spindel like Microcephaly-associated Proteïne) zorgt voor
de ontwikkeling van microcefalie. Hierbij ontbreekt het eiwit dat er voor zorgt dat er
transport kan plaats vinden van zenuwcellen. De gradiënten waarover de zenuwcellen
migreren tijdens de ontwikkeling kunnen niet goed aangelegd worden waardoor de
zenuwcellen tijdens de ontwikkeling niet kunnen migreren en als gevolg een kleiner brein zal
ontstaan.
Er worden variabelen berichten getranscribeerd van hetzelfde gen, genaamd
splitsingsvarianten, voegt diversiteit toe doordat een enkel gen kan coderen voor
verscheidenheid aan informatie aan gerelateerde eiwitproducten.
De belangrijkste componenten van neuronen
gevisualiseerd met een elektronenmicroscoop.
(A) Diagram van zenuwcellen en hun component
onderdelen. De omcirkelde letters komen overeen
met de microfoto’s in de figuur. (B) Axon-
geinsegment(blauw) dat een myeline schede
binnengaat(goud). (C) Terminale boutons(blauw)
geladen met synaptische blaasjes(pijlpunten) die
synapsen(pijlen) vormen met een dendriet(paars). (D)
Dwarsdoorsnede van axonen(blauw) omgeven door
de processen van oligodendrocyten(goud); de
omringende myeline schede is zwart. (E) apicale
dendrieten (paars) van corticale piramidale cellen. (F) Zenuwcellichamen (paars) bezet door
grote ronde kernen. (G) Gedeelte van een gemyeliniseerde axon (blauw) ter illustratie van de
intervallen die voorkomen tussen aangrenzende segmenten van myeline (goud en zwart)
aangeduid als knooppunten van Ranvier.
,Hersen ziektes:
- Mentale retardatie(1-2% van de westerse populatie)
- Depressie
- Epilepsie
- Autisme
- ADHD/ADD
- Schizofrenie
- Neurodegeneratie: Alzheimer, Parkinson, Huntington
- Omgevingsfactoren zoals alcohol en drugs.
Genetische modelorganismen die veel gebruikt worden bij neurobiologisch onderzoek zijn;
de mens, muizen, zebravissen, D. melanogaster en de C. elegans.
Er worden ook veel modelorganismen gebruikt die niet genetisch worden gemodificeerd:
- Kat -> visueel
- Vogels -> zang-spraak
- Kip -> ontwikkeling
- Inktvis -> elektrofysiologie
- Goudvis -> retina
- Bij -> gedrag
Neuron doctrine: neuronen zijn discrete cellen en nier en continuüm. Neuronen
communiceren via gespecialiseerde contacten. Informatie gaat door neuronen in een
bepaalde richting: Dendrieten -> Soma -> Axon.
Zenuw cellen/ neuronen Glia cellen
Elektrische signalen over lange afstanden Structurele steun
Door middel van elektrische actiepotentialen Metabole steun
Zonder verlies van signaal sterkte Myeline schede om axonen
Computatie Immuun respons
Stam cellen, kunnen nieuwe glia en
neuronen ontwikkelen
Tabel 1. Cellen in het brein
Neuronen en glia delen het complement van organellen gevonden in alle cellen, inclusief
endoplasmatisch reticulum, Golgi apparaat, mitochondriën en een verscheidenheid aan
vesiculaire structuren. In neuronen en glia zijn deze organellen dat wel vaak prominenter in
verschillende delen van de cel. Mitochondriën, hebben bijvoorbeeld de neiging om
geconcentreerd te zijn op synapsen in neuronen, terwijl proteïne-synthetische organellen
zoals de endoplasmatisch reticulum zijn grotendeels uitgesloten van axonen en dendrieten.
,Naast verschillen in de distributie van hun organellen en sub cellulaire componenten,
neuronen en glia verschillen in zekere mate van andere cellen in de gespecialiseerde
fibrillaire of buisvormige eiwitten die het cytoskelet vormen.
Typisch is de axon-terminal van de presynaptisch neuron grenst direct aan een
gespecialiseerd gebied van post synaptische receptoren op de doelcel. Voor de Bij de meeste
synapsen is er echter geen fysieke continuïteit tussen deze twee elementen. In plaats
daarvan pre- en post synaptisch componenten communiceren via de afscheiding van
moleculen van de presynaptische terminal die binden aan receptoren in de post synaptische
cel. Deze moleculen, neurotransmitters genaamd, moet een interval van extracellulaire
ruimte tussen pre- en pos synaptische elementen genaamd de synaptische spleet. De
synaptische spleet is niet zomaar een lege ruimte, maar is de plaats van extracellulaire
eiwitten die de diffusie, binding en afbraak van de moleculen, inclusief neurotransmitters en
andere factoren, uitgescheiden door de presynaptische terminal.
Er zijn drie soorten gedifferentieerde gliacellen in het volwassen zenuwstelsel: astrocyten,
oligodendrocyten, en microgliacellen.
Astrocyten, die zijn beperkt naar het centrale zenuwstelsel (d.w.z. de hersenen en het
ruggenmerg koord), hebben uitgebreide lokale processen. Een belangrijke functie van
astrocyten is om in een verscheidenheid van manieren, een geschikte chemische omgeving
voor neuronale signalering, inclusief vorming van de bloed-hersenbarrière. Daarnaast
recente waarnemingen suggereren dat astrocyten stoffen afscheiden die invloed hebben de
constructie van nieuwe synaptische verbindingen, en dat een subset van astrocyten in de
volwassen hersenen behoudt de kenmerken stamcellen.
Oligodendrocyten, die ook beperkt zijn tot de centraal zenuwstelsel, leg een gelamineerd,
lipide-rijk wikkelen genaamd myeline rond sommige, maar niet alle, axonen. Myeline heeft
belangrijke effecten op de snelheid van de overdracht van elektrische signalen. In het
perifere zenuwstelsel zorgen de cellen voor myeline worden Schwann-cellen genoemd. In
het volwassen zenuwstelsel systeem, subsets van oligodendrocyten en Schwann-cellen
behouden neurale stamceleigenschappen, en kunnen nieuwe genereren oligodendrocyten
en Schwann-cellen als reactie op letsel of ziekte.
, Microgliacellen worden primair afgeleid van hematopoëtische voorlopercellen. Microglia
delen veel eigenschappen met macrofagen gevonden in andere weefsels: het zijn
voornamelijk aasercellen die cellulair verwijderen puin van plaatsen van letsel of normale
celvernieuwing. In bovendien microglia, net als hun macrofaag-tegenhangers, scheiden
signaalmoleculen af - in het bijzonder een breed scala van cytokines die ook worden
geproduceerd door cellen van het immuunsysteem systeem - dat lokale ontsteking en
invloed kan moduleren of andere cellen overleven of afsterven.
De connectiviteit van neuronen. Bij een hoge divergentie krijgt een neuron veel outputs. Bij
een hoge convergentie krijgt een neuron veel inputs.
Neuropil: gebied tussen de cellichamen waar synaptische verbindingen worden gemaakt
tussen dendrieten, axonen en glia cellen.
DEELTENTAMEN 1
Neurobiologie Hoorcollege 1: de bestudering van het
zenuwstelsel
Een mutatie in ASMP( Abnormaal Spindel like Microcephaly-associated Proteïne) zorgt voor
de ontwikkeling van microcefalie. Hierbij ontbreekt het eiwit dat er voor zorgt dat er
transport kan plaats vinden van zenuwcellen. De gradiënten waarover de zenuwcellen
migreren tijdens de ontwikkeling kunnen niet goed aangelegd worden waardoor de
zenuwcellen tijdens de ontwikkeling niet kunnen migreren en als gevolg een kleiner brein zal
ontstaan.
Er worden variabelen berichten getranscribeerd van hetzelfde gen, genaamd
splitsingsvarianten, voegt diversiteit toe doordat een enkel gen kan coderen voor
verscheidenheid aan informatie aan gerelateerde eiwitproducten.
De belangrijkste componenten van neuronen
gevisualiseerd met een elektronenmicroscoop.
(A) Diagram van zenuwcellen en hun component
onderdelen. De omcirkelde letters komen overeen
met de microfoto’s in de figuur. (B) Axon-
geinsegment(blauw) dat een myeline schede
binnengaat(goud). (C) Terminale boutons(blauw)
geladen met synaptische blaasjes(pijlpunten) die
synapsen(pijlen) vormen met een dendriet(paars). (D)
Dwarsdoorsnede van axonen(blauw) omgeven door
de processen van oligodendrocyten(goud); de
omringende myeline schede is zwart. (E) apicale
dendrieten (paars) van corticale piramidale cellen. (F) Zenuwcellichamen (paars) bezet door
grote ronde kernen. (G) Gedeelte van een gemyeliniseerde axon (blauw) ter illustratie van de
intervallen die voorkomen tussen aangrenzende segmenten van myeline (goud en zwart)
aangeduid als knooppunten van Ranvier.
,Hersen ziektes:
- Mentale retardatie(1-2% van de westerse populatie)
- Depressie
- Epilepsie
- Autisme
- ADHD/ADD
- Schizofrenie
- Neurodegeneratie: Alzheimer, Parkinson, Huntington
- Omgevingsfactoren zoals alcohol en drugs.
Genetische modelorganismen die veel gebruikt worden bij neurobiologisch onderzoek zijn;
de mens, muizen, zebravissen, D. melanogaster en de C. elegans.
Er worden ook veel modelorganismen gebruikt die niet genetisch worden gemodificeerd:
- Kat -> visueel
- Vogels -> zang-spraak
- Kip -> ontwikkeling
- Inktvis -> elektrofysiologie
- Goudvis -> retina
- Bij -> gedrag
Neuron doctrine: neuronen zijn discrete cellen en nier en continuüm. Neuronen
communiceren via gespecialiseerde contacten. Informatie gaat door neuronen in een
bepaalde richting: Dendrieten -> Soma -> Axon.
Zenuw cellen/ neuronen Glia cellen
Elektrische signalen over lange afstanden Structurele steun
Door middel van elektrische actiepotentialen Metabole steun
Zonder verlies van signaal sterkte Myeline schede om axonen
Computatie Immuun respons
Stam cellen, kunnen nieuwe glia en
neuronen ontwikkelen
Tabel 1. Cellen in het brein
Neuronen en glia delen het complement van organellen gevonden in alle cellen, inclusief
endoplasmatisch reticulum, Golgi apparaat, mitochondriën en een verscheidenheid aan
vesiculaire structuren. In neuronen en glia zijn deze organellen dat wel vaak prominenter in
verschillende delen van de cel. Mitochondriën, hebben bijvoorbeeld de neiging om
geconcentreerd te zijn op synapsen in neuronen, terwijl proteïne-synthetische organellen
zoals de endoplasmatisch reticulum zijn grotendeels uitgesloten van axonen en dendrieten.
,Naast verschillen in de distributie van hun organellen en sub cellulaire componenten,
neuronen en glia verschillen in zekere mate van andere cellen in de gespecialiseerde
fibrillaire of buisvormige eiwitten die het cytoskelet vormen.
Typisch is de axon-terminal van de presynaptisch neuron grenst direct aan een
gespecialiseerd gebied van post synaptische receptoren op de doelcel. Voor de Bij de meeste
synapsen is er echter geen fysieke continuïteit tussen deze twee elementen. In plaats
daarvan pre- en post synaptisch componenten communiceren via de afscheiding van
moleculen van de presynaptische terminal die binden aan receptoren in de post synaptische
cel. Deze moleculen, neurotransmitters genaamd, moet een interval van extracellulaire
ruimte tussen pre- en pos synaptische elementen genaamd de synaptische spleet. De
synaptische spleet is niet zomaar een lege ruimte, maar is de plaats van extracellulaire
eiwitten die de diffusie, binding en afbraak van de moleculen, inclusief neurotransmitters en
andere factoren, uitgescheiden door de presynaptische terminal.
Er zijn drie soorten gedifferentieerde gliacellen in het volwassen zenuwstelsel: astrocyten,
oligodendrocyten, en microgliacellen.
Astrocyten, die zijn beperkt naar het centrale zenuwstelsel (d.w.z. de hersenen en het
ruggenmerg koord), hebben uitgebreide lokale processen. Een belangrijke functie van
astrocyten is om in een verscheidenheid van manieren, een geschikte chemische omgeving
voor neuronale signalering, inclusief vorming van de bloed-hersenbarrière. Daarnaast
recente waarnemingen suggereren dat astrocyten stoffen afscheiden die invloed hebben de
constructie van nieuwe synaptische verbindingen, en dat een subset van astrocyten in de
volwassen hersenen behoudt de kenmerken stamcellen.
Oligodendrocyten, die ook beperkt zijn tot de centraal zenuwstelsel, leg een gelamineerd,
lipide-rijk wikkelen genaamd myeline rond sommige, maar niet alle, axonen. Myeline heeft
belangrijke effecten op de snelheid van de overdracht van elektrische signalen. In het
perifere zenuwstelsel zorgen de cellen voor myeline worden Schwann-cellen genoemd. In
het volwassen zenuwstelsel systeem, subsets van oligodendrocyten en Schwann-cellen
behouden neurale stamceleigenschappen, en kunnen nieuwe genereren oligodendrocyten
en Schwann-cellen als reactie op letsel of ziekte.
, Microgliacellen worden primair afgeleid van hematopoëtische voorlopercellen. Microglia
delen veel eigenschappen met macrofagen gevonden in andere weefsels: het zijn
voornamelijk aasercellen die cellulair verwijderen puin van plaatsen van letsel of normale
celvernieuwing. In bovendien microglia, net als hun macrofaag-tegenhangers, scheiden
signaalmoleculen af - in het bijzonder een breed scala van cytokines die ook worden
geproduceerd door cellen van het immuunsysteem systeem - dat lokale ontsteking en
invloed kan moduleren of andere cellen overleven of afsterven.
De connectiviteit van neuronen. Bij een hoge divergentie krijgt een neuron veel outputs. Bij
een hoge convergentie krijgt een neuron veel inputs.
Neuropil: gebied tussen de cellichamen waar synaptische verbindingen worden gemaakt
tussen dendrieten, axonen en glia cellen.
